收稿日期：２００８－０３－２４
作者简介：李燕红（１９８４－），女，在读硕士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｏｏｎ８４０２＠１６３．ｃｏｍ
重量计算约占稻谷的２０％。我国稻谷年产量约２６０００万ｔ，稻壳年产量则高达３２００万ｔ，居世界首位。但我国稻壳利用率较低，许多地方将其作为废弃物烧掉或弃置农田，这不但造成极大的资源浪费和巨大的经济损失，而且也产生极大的环境污染。因此，合理利用稻壳，变废为宝，对进一步防治农业污染、改善农村环境意义重大。本文介绍了国内外稻壳综合利用的情况，以期为实现稻壳经济高附加值开发提供参考。 １在工业领域的应用
稻壳的主要成分是纤维素、木质素、硅化合物（２０％～２５％）。在工业方面，稻壳的利用主要分为２类：一类是利用其纤维素、半纤维素、木质素生产出有价值的化工产品，如糠醛、木糖醇等；另一类是利用其ＳｉＯ２生产一系列化工产品，如控制加热温度和工艺条件可以得到高比表面积的活性炭、白炭黑以及含硅的无序碳材料。１．１制备化学品
透视望远镜
１．１．１糠醛和糠醇糠醛和糠醇是迄今为止无法用石油化工原料合成而只能采用农作物纤维废料生产的２种重要的有机化工产品。对稻壳深度水解即可获得糠醛，其生产工艺较简单，主要有水解、脱水、蒸馏分离等步骤：将稻壳等原料放进蒸煮管内并加入稀酸催化剂，通入水蒸汽进行加热处理，升温加压后，多缩戊糖水解为戊糖，戊糖进一步脱水为糠醛，随水蒸汽馏出，经减压蒸馏可得纯品糠醛。糠醇则以糠醛为原料，在铜、镉、钙催化剂作用下，经加氢还原而获得。１．１．２木糖和木糖醇将稻壳在１５０℃下蒸煮１．５ｈ除去果胶、单宁、灰分等不利于水解的物质，然后置于水解锅中并加入１％稀Ｈ２ＳＯ４，加入量约为稻壳重量的１４
倍；１２０℃加热反应１．５ｈ后，用密度为１１００ｋｇ／ｍ３的
石灰乳中和，然后倒入压滤机过滤，滤液采用真空蒸发；用颗粒状炭柱脱，经离子交换（阴阳柱）除去阴阳离子及有机酸等杂质，析出木糖晶体，离心分离，干燥后即得成品木糖。木糖醇则以木糖为原料，经催化加氢、浓缩、结晶、离心分离、干燥等过程而获得［１］。１．１．３水玻璃稻壳经热解或燃烧后得到稻壳灰，稻壳
灰中所含的ＳｉＯ２在加温、
加压的条件下与烧碱溶液或碳酸钠溶液反应，充分反应后的溶液通过常规方法分离，滤液经浓缩即得水玻璃。在一定条件下，稻壳灰的ＳｉＯ２溶出率可达９０％以上。
１．１．４氟硅酸钠将烧透的稻壳灰１００ｋｇ与莹石粉放入耐酸缸内，加４０％Ｈ２ＳＯ４２６５ｋｇ，连续搅拌反应２．５
ｈ，过滤后在滤液中加入含１３２ｋｇＮａＣｌ的水溶液，
并搅拌使之沉淀，过滤后滤液经蒸发浓缩得到浓盐酸，滤渣用水冲洗至中性后，将其蒸发至结晶，干燥后即得氟硅酸钠产品。镜面果胶
１．１．５锂离子电池炭负极材料将洗净的干燥稻壳与３ｍｏｌ／Ｌ盐酸煮沸１ｈ后，用蒸馏水洗至中性；取经处理的稻壳与２ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液煮沸２ｈ，用蒸馏水洗至中性并于１２０℃下烘干；稻壳在氮气保护下于程序控制加热炉中炭化，炭化升温速率为５℃／ｍｉｎ、最终温度为７００℃，将炭化稻壳进一步洗涤、干燥、粉碎、筛分即可得到电极用稻壳炭材料［２］。
此外，一些日本企业利用稻壳制成的化妆品不但具有明显的保湿作用，而且可清除肌肤上的污垢，对皮肤的刺激性较小，还能抑制黑素生成，减少皱纹和雀斑［３］。１．２生物工程利用 稻壳特有的结构使其作为酶载体具有一些特殊的功效。Ｔａｎｔｒａｋｕｌｓｉｒｉ［４］发现将稻壳灰放在马弗炉中以７００℃加热２ｈ，再用１０％硫酸滤去其中的金属氧化物，得到的酸化稻壳灰可用来固定假丝酵母脂肪酶，固定的脂肪酶活性残留３０％，但其耐热性大大增加。另据
农业废弃物稻壳的综合利用
李燕红１，欧阳峰１，梁娟２
（１．西南交通大学环境科学与工程学院，四川成都６１００３１；
２．四川大学建筑与环境学院，四川成都６１００６５）
摘要：介绍了农业废弃物稻壳经过一系列加工和特殊工艺处理后，在化学品制备、能源、饲料工业、农业、建材、环保等方面的应用，指出科学开发与综合利用稻壳是开辟新资源、保护环境、消除白污染、促进生态平衡、发展农业、促进畜牧业发展、变废为宝、利国利民的好途径。 关键字：壳；农业废弃物；综合利用中图分类号：Ｓ３９
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００４－８７４Ｘ（２００８）０６－００９０－０３
广东农业科学２００８年第６期
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报道，经过硫酸处理的稻壳灰也能增加牛血清白蛋白的固定能力。
此外，从稻壳中可以提取一些生物抑制剂如木质素等。如Ｅｕｎ［５］研究了稻壳中木质素及其硝基苯氧化单体的抗菌性；Ｃｈｏ［６］从稻壳中分离出可作为大多数革兰氏阴性菌和部分革兰氏阳性菌抗菌剂的４－羟基苯甲酸和转４－羟基肉桂酸，有的科学工作者则利用稻壳等物质研发出稻铁甲虫生物控制剂。
１．３加工饲料
稻壳的主要成分是纤维素类和木质素类物质，不易被畜禽消化吸收，因此不适合直接作为饲料投喂动物。目前国内外研究采用物理或化学方法处理稻壳生产优质饲料，如将稻壳用碱、氨处理或改性、膨化处理去除稻壳中的硅和木质素可改善消化性能。稻壳饲料可分为统糠饲料、膨化稻壳饲料、稻壳发酵饲料、化学处理饲料，其中采用生物技术生产蛋白饲料更为人们所重视。
２在环保领域的应用
２．１制备吸附剂
稻壳本身具有多孔结构的特性，再经化学改性，其吸附能力更强。将稻壳燃烧成灰后也可以利用其炭和无定形硅的吸附作用。国外很多专家已研究利用稻壳和稻壳灰处理水溶液中的各种金属离子，并取
得了良好效果。日本某公司研究发现，在ｐＨ值为３的条件下用甲醛溶液处理活性淤泥和稻壳，过滤后即可得到金属吸附剂，这种吸附剂处理含铜离子、锌离子、重铬离子、汞离子废水的效果非常好。稻壳产品不但能够吸附金属离子，而且能够吸附水体或气体中的有毒物质和溶液中的染剂。日本有研究者提出利用碱液处理稻壳以除去木质素，再经炭化即可用来净化水，特别是降低ＢＯＤ、ＣＯＤ值和除去水中悬浮固体的方法。Ｋｈａｌｉｌ等［７］研究发现，在４００℃下炭化经５０％Ｈ３ＰＯ４浸泡的稻壳，得到的活性炭吸附亚甲基蓝效果很好。
大球泥２．２制备去污剂
切纸刀片稻壳燃烧后的稻壳灰可用作去污剂清洁油污。将稻壳灰、三聚磷酸钠、硼砂、烷基芳基磺酸盐按适当比例混合、研磨即成为去污粉。英国有研究者把稻壳灰添加到磨碎的玉米穗轴中制成清洁粉，其清除机器部件油污的效果非常好。
２．３制备一次性环保餐具
以稻壳、麦壳等为主要原料能够生产可降解餐具等。稻壳、麦壳等经过粉碎、混合、制片、成型、固化、表面喷涂等工序，制得的一次性餐具安全、无毒、可降解、成本低、表面光洁、外形美观，完全可以取代目前广泛应用、造成严重“白污染”的塑料餐具，具有很大的市场推广前景。
３在农业领域的应用３．１制备食用菌培养基
将稻壳用３％～５％石灰水浸泡２４ｈ，捞起后用水冲洗降碱并沥干，然后混合细米糠、石膏粉、蔗糖等制作培养基，可用来种植某些特殊作物如蘑菇等。
３．２用作土壤改良剂
稻壳灰是一种很好的土壤改良剂，可保持土壤的疏松性和透气性。将稻壳与其他物质等量混合后可改善土壤的酸性条件。对水稻施稻壳灰有机复合肥可起到壮秆、抗病、抗倒伏、增产作用。
３．３制作苗床
浸透的稻壳可用作苗床；而在农作物育苗时，苗床播种后用粉碎的稻壳覆盖，可实现无土育苗，且无需封闭灭草，即使用细土覆盖，也可达到节土育苗的效果。以稻壳作农作物的育苗床，培育出的苗根多且长，而稻壳体轻便于幼苗起运。
３．４防虫除草
稻壳灰中的ＳｉＯ２能腐蚀昆虫胸部的蜡质表层，因此容易打乱昆虫正常的新陈代谢，致使昆虫死亡。在国外，有研究者从稻壳中提取出一种除草剂。
４在能源领域的应用
稻壳的可燃物达７０％以上，发热量为１２５６０￣１５０７０ｋＪ／ｋｇ，约为标准煤的１／２、柴油的１／３，而价格仅为标准煤的１／６、柴油的１／６，与常规能源相比稻壳是一种方便且廉价的能源。利用稻壳燃烧作为生产动力主要有３种形式：稻壳煤气机、稻壳煤气发电机组、稻壳蒸汽发电机组。
４．１用作发电厂能源
进入稻壳煤气发生炉的空气预热后与氧化层稻壳接触燃烧，产生大量的热能和ＣＯ２，ＣＯ２气体在还原层与赤红的稻壳反应生成ＣＯ，同时ＣＯ与水蒸气反应分解出Ｈ２，在还原层中形成煤气。这种利用稻壳产生的煤气经过净化后进入燃气内燃机燃烧，产生的巨大热能动力带动发电机进行发电。据估计，方圆３０￣４０ｋｍ的产稻区所产生的稻壳可供发电量２０００ｋＷ的电厂使用１年。实践证明，虽然以农业废弃物做燃料的发电厂，其投资比一般发电厂高，但发电成本低廉、燃料获取容易，有助于解决发展中国家电力紧张的情况。可见，稻壳发电在能源供给日益紧张的当今世界必将有广阔的发展空间。
４．２用作锅炉燃料
以稻壳为锅炉燃料生产蒸汽，可为发动机提供动力。实验证明，燃烧１ｋｇ稻壳可以产生２１４～２１７ｋｇ蒸汽，平均１５ｋｇ左右的稻壳就能产生可将１００ｋｇ稻谷加工成白米所需的动力。对采
用不同燃料的锅炉进行比较，发现稻壳产生蒸汽的成本为１时，煤为１．０８、石油为１．５，即锅炉燃烧稻壳是最便宜的，其主要原因在
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处理组的防治效果要好。
３结语
本试验结果表明，药后７ｄ，６种供试药剂对德国小蠊敏感品系效果均达８５％￣１００％。残杀威开启当天处理组和预先放置９０ｄ处理组对德国小蠊和美洲大蠊均有很好的杀虫活性，药后７ｄ其死亡率均达１００％。对德国小蠊抗性品系防治效果好的药剂是残杀威、茚虫威和氟虫腈。对美洲大蠊防治效果好的药剂是残杀威、氟虫腈、毒死蜱，药后７ｄ其死亡率均达８０％￣１００％。杀螟松开启当天处理对美洲大蠊有高效作用，预先放置９０ｄ处理明显下降。硼酸对德国小蠊敏感品系效果很好，而对抗性品系效果明显下降，对美洲大蠊则没有效果。
在使用饵剂进行家居灭蟑时，最好先调查清楚本地的优势种，根据当地的主要蟑螂种类选用对其高效的药剂才能达到理想的防效。
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于稻壳成本低廉［８］。
４．３提供烟道气热能
稻壳炭化过程中产生大量高温烟道气，以每燃烧１ｋｇ稻壳释放１０４６７～１２５６０ｋＪ热量计算，则１ｈ燃烧１２００ｋｇ稻壳可释放热量１２５６０～１５０７２ＭＪ，相当于６ｔ锅炉１ｈ产生的热量。这些烟道气若直接排到大气中，不仅造成热能浪费，还会污染环境。鞍山市第五粮库将烟道气热能用于米糠榨油、粮食烘干和职工生活用热，具有非常显著的经济效益和社会效益［９］。４．４制成燃料棒
相框制作设备稻壳的堆积密度小，一般为１００～１４０ｋｇ／ｍ３，如果加入粘接剂或助燃剂，通过压缩成型制成燃料棒（块），则能降低运输及贮存成本，方便使用，且大大地提高其燃烧效率。该技术简单实用，易于推广，是解决稻壳利用的一条有效途径，可在我国各水稻生产区推广应用。
５在建材领域的应用
稻壳灰可被制成高标号水泥，与石灰反应还可以制成防潮、不结块的黑稻壳灰水泥。稻壳也是上等的制砖材料。日本有研究将稻壳与水泥、树脂混合均匀后，通过快速模压制成砖块，这种砖块具有防火、防水、隔热性能，以及质量轻且不易破碎的特性。此外，稻壳还可制作涂料、保温材料、人造木板。稻壳灰则可制成防水材料，还可作为混凝土活性掺合料。低温稻壳灰具有纳米特性，对混凝土有显著的增强改性效果，前景诱人。此外，稻壳灰具有良好的绝热特性，可作钢锭的固化剂，将稻壳灰覆盖在钢锭上可保持熔融态钢内物理和化学性质的均匀性。
６结语
廉价的稻壳经过一系列加工和特殊的工艺处理，可在化学品制备、能源、饲料工业等领域广泛利用。以稻壳为原料制备化工产品，工艺简单、投资少、成本低，可以大大提高稻壳利用率。稻壳作为能源是其最大用途，不但可以缓解目前世界能源危机，而且污染少、产能高，具有环保节能等诸多优点。以稻壳生产饲料，由于其工艺简单，生产成本低廉，在粮食供应日益紧张的当今世界尤其是发展中国
家会有很大的应用空间。因此，科学开发与综合利用稻壳，是开辟新资源、保护环境、消除白污染、促进生态平衡、发展农业、促进畜牧业发展、变废为宝、利国利民的好途径。
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